Question

【題目】（7分）前不久中國游客在日本搶購智能馬桶蓋的消息引發(fā)國人熱議，其實這款馬桶蓋為中國杭州生產，如圖甲所示．部分參數(shù)和加熱原理如圖乙、丙所示．感應開關S閉合，保溫座圈開始加熱，再閉合開關S0洗凈裝置噴出熱水．［ C水=4.2×103J/（kg·℃）、ρ水=1.0×103kg/m3）］試問：

甲

乙

（1）R2的阻值是多少？

（2）若洗凈裝置噴水時將水由20℃加熱到40℃，該裝置加熱的效率是多少？

（3）若保溫座圈加熱5 min，洗凈裝置工作1 min，共需要消耗多少J電能？

Answer 1

【答案】880 70% 1.245×105J

【解析】試題分析：由圖丙可知道，保溫座圈的功率為55W，利用公式P額=U額2/R 可求出R2的阻值R2=U額2/P額，洗凈裝置噴水時，水所吸收的熱量Q吸與消耗的電能的比值即該裝置加熱的效率。

（1）由P=UI和I=U/R得R2=U2/P=880Ω

（2）Q吸=cm△t W=Pt η=Q吸/W=（0.9kg×4.2×103J/kg℃×20℃）/(1800W×60s)=70%

（3）W=P1t1+ P2t2=1.245×105J